KR102467627B1 - 변성 공액디엔계 고체 추진제용 바인더 조성물, 변성 공액디엔계 고체 추진제용 바인더 및 이의 제조방법 - Google Patents

변성 공액디엔계 고체 추진제용 바인더 조성물, 변성 공액디엔계 고체 추진제용 바인더 및 이의 제조방법 Download PDF

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Abstract

본 발명은 하나 이상의 공액디엔계 단량체 유래 반복단위를 포함하고, 양말단은 알킨기로 변성된 변성 공액디엔계 중합체; 및 하나 이상의 말단에 아지드기를 가지는 경화제를 포함하는, 변성 공액디엔계 고체 추진제용 바인더 조성물, 상기 변성 공액디엔계 고체 추진제용 바인더 조성물을 가교 반응시킨 변성 공액디엔계 고체 추진제용 바인더 및 이의 제조방법을 제공한다.

Description

변성 공액디엔계 고체 추진제용 바인더 조성물, 변성 공액디엔계 고체 추진제용 바인더 및 이의 제조방법{BINDER COMPOSITION FOR MODIFIED CUNJUGATED DIENE BASED SOLID PROPELLANT, BINDER FOR MODIFIED CUNJUGATED DIENE BASED SOLID PROPELLANT, AND MANUFACTURING METHOD THEREOF}
본 발명은 변성 공액디엔계 고체 추진제용 바인더 조성물, 변성 공액디엔계 고체 추진제용 바인더 및 이의 제조방법에 관한 것이다.
기존 고체 추진제 내 바인더 경화 시스템은, 바인더 내 폴리머 사슬 말단의 수산기와 이소시아네이트 경화제와의 유기화학 반응에 의하여 생성되는 우레탄기에 의하여 분자 사슬이 가교가 되는 우레탄 반응에 의하여 형성된다.
하지만, 우레탄 경화 시스템의 가교제이자 경화제인 이소시아네이트 화합물은, 수분에 아주 민감하여 추진제 제조 시 최대한 수분이 차단된 외부 환경을 만들어주기 위해 별도의 수분절감 장치를 구비하여야 한다.
또한, 이소시아네이트 화합물은, 주로 포스겐이라는 독성 가스 하에서 제조되기 때문에 환경적으로 아주 유해하여 최근에는, 이소시아네이트를 대체할 새로운 경화제에 대한 연구가 활발히 진행되고 있다.
상기 이소시아네이트 화합물의 수분에 대한 민감성과 환경친화적이지 못한 제조법과 더불어, 최근에는 추진제 연소 시, 염산가스를 방출하는 과염소산암모늄(Ammonium Perchlorate)과 같은 범용적으로 사용되는 고체 추진제 의 산화제 대신 친환경 산화제인 암모늄 디니트라미드(Ammonium Dinitramide, ADN) 및 하이드라지늄 니트로포메이트(Hydrazinium Nitroformate, HNF)와 이소시아네이트 화합물간 상용성이 좋지 않다는 문제점이 있다.
이와 같이, 혼합형 고체 추진제 제조 시 사용되는 이소시아네이트 화합물을 사용함으로써 직면해야 하는 문제점들을 극복하기 위해서, 최근에는 추진제의 바인더 내 분자사슬을 우레탄기가 아닌 트리아졸기로 가교시키는 트리아졸 경화 시스템에 관하여 연구가 진행되고 있다.
하지만, 분자 구조간 수소결합이 형성되는 우레탄기에 비해 트리아졸기는 분자 구조간 상호 인력이 작용되지 않아, 바인더의 신율, 인장강도 및 탄성률과 같은 기계적 특성이 저하되는 문제가 있어, 이를 해결하기 위한 과제가 남아있다.
한국공개특허 제10-2014-0124911호
본 발명의 목적은, 기존의 고체 추진제 내 바인더 경화 시스템인 우레탄 경화 시스템 대신 친환경적이고, 수분에 대한 민감성이 적으며, 친환경 산화제와의 상용성이 우수한 트리아졸 경화 시스템 적용이 가능한 고체 추진제용 바인더 조성물, 고체 추진제용 바인더 및 이의 제조방법을 제공하는 것이다.
본 발명의 다른 목적은, 상기 트리아졸 경화 시스템에서, 바인더의 신율, 인장강도 및 탄성률과 같은 기계적 특성이 저하되는 문제를 해결하는 것이다.
본 발명이 해결하고자 하는 과제는 이상에서 언급한 과제(들)로 제한되지 않으며, 언급되지 않은 또 다른 과제(들)는 이하의 기재로부터 당업자에게 명확하게 이해될 수 있을 것이다.
상기 목적을 달성하기 위하여, 본 발명은 하나 이상의 공액디엔계 단량체 유래 반복단위를 포함하고, 양말단은 알킨기로 변성된 변성 공액디엔계 중합체; 및 하나 이상의 말단에 아지드기를 가지는 경화제를 포함하는, 변성 공액디엔계 고체 추진제용 바인더 조성물을 제공한다.
본 발명의 일 실시예에 따르면, 상기 공액디엔계 단량체는 1,3-부타디엔, 2,3-디메틸-1,3-부타디엔, 피페릴렌, 3-부틸-1,3-옥타디엔, 이소프렌, 2-페닐-1,3-부타디엔 및 2-할로-1,3-부타디엔으로 이루어진 군으로부터 선택된 1종 이상을 포함할 수 있다.
본 발명의 일 실시예에 따르면, 상기 변성 공액디엔계 중합체는 서로 다른 공액디엔계 단량체 유래 반복단위인 제1 공액디엔계 단량체 유래 반복단위 및 제2 공액디엔계 단량체 유래 반복단위를 포함할 수 있다.
본 발명의 일 실시예에 따르면, 상기 제1 공액디엔계 단량체는 1,3-부타디엔이고, 상기 제2 공액디엔계 단량체는 이소프렌일 수 있다.
본 발명의 일 실시예에 따르면, 상기 변성 공액디엔계 중합체의 분자량은 2,000 g/mol 내지 5,000 g/mol일 수 있다.
본 발명의 일 실시예에 따르면, 상기 경화제는 3개의 말단에 아지드기를 가질 수 있다.
본 발명의 일 실시예에 따르면, 상기 경화제는 하기 화학식 2 및 화학식 3으로 나타내는 화합물로 이루어진 군으로부터 선택된 1종 이상을 포함할 수 있다.
[화학식 2]
Figure 112022015433936-pat00001
[화학식 3]
Figure 112022015433936-pat00002
상기 화학식 2에서, R1 내지 R3은 각각 독립적으로, 탄소수 1 내지 20의 알킬렌기, 탄소수 2 내지 20의 알케닐렌기, 탄소수 3 내지 20의 시클로알킬렌기 또는 탄소수 6 내지 20의 아릴렌기 또는 -R-O-R-(R은 탄소수 1 내지 20의 알킬렌기 또는 탄소수 2 내지 20의 알케닐렌기)이고, 상기 화학식 3에서, X1 내지 X3은 각각 독립적으로 O 또는 S이고, R4 내지 R6은 각각 독립적으로, 탄소수 1 내지 20의 알킬렌기, 탄소수 2 내지 20의 알케닐렌기, 탄소수 3 내지 20의 시클로알킬렌기 또는 탄소수 6 내지 20의 아릴렌기이다.
본 발명의 일 실시예에 따르면, 상기 화학식 2에서, R1 내지 R3은 탄소수 1 내지 3의 알킬렌기 또는 -R-O-R-(R은 탄소수 1 내지 3의 알킬렌기)이고, 상기 화학식 3에서, X1 내지 X3은 O이고, R4 내지 R6은 탄소수 1 내지 5의 알킬렌기일 수 있다.
본 발명의 일 실시예에 따르면, 상기 경화제는 하기 화학식 3-1로 나타내는 화합물일 수 있다.
[화학식 3-1]
Figure 112022015433936-pat00003
본 발명의 일 실시예에 따르면, 상기 변성 공액디엔계 중합체를 85 중량% 내지 99 중량% 포함하고, 상기 경화제를 1 중량% 내지 15 중량% 포함할 수 있다.
상기 목적을 달성하기 위하여, 본 발명은 하나 이상의 공액디엔계 단량체 유래 반복단위를 포함하고, 양말단은 알킨기로 변성된 변성 공액디엔계 중합체; 하나 이상의 말단에 아지드기를 가지는 경화제; 및 가소제를 포함하는 변성 공액디엔계 고체 추진제용 바인더 조성물을 제공할 수 있다.
본 발명의 일 실시예에 따르면, 상기 가소제는 디옥틸 세바케이트(DOS), 디옥틸 아디페이트(DOA), 이소데실 펠라고네이트(IDP), 니트로글리세린(NG), 1,2,4-부탄트리올 트리니트레이트(BTTN), 디에틸렌글리콜 디니트레이트(DEGDN), 2-메틸-2-메틸올-1,3-프로판디올트리니트레이트(TMETN), 트리에틸렌글리콜 디니트레이트(TEGDN), n-부틸-니트라토에틸 니트라민(BuNENA) 및 디페닐아민(DPA)으로 이루어진 군으로부터 선택된 1종 이상을 포함할 수 있다.
본 발명의 일 실시예에 따르면, 상기 변성 공액디엔계 중합체를 65 중량% 내지 83 중량% 포함하고, 상기 경화제를 2 중량% 내지 10 중량% 포함하고, 상기 가소제를 15 중량% 내지 25 중량% 포함할 수 있다.
상기 목적을 달성하기 위하여, 본 발명은 하나 이상의 공액디엔계 단량체 유래 반복단위를 포함하고, 양말단은 알킨기로 변성된 변성 공액디엔계 중합체와, 하나 이상의 말단에 아지드기를 가지는 경화제의 트리아졸 형성 반응으로 가교된, 변성 공액디엔계 고체 추진제용 바인더를 제공한다.
상기 목적을 달성하기 위하여, 본 발명은 하나 이상의 공액디엔계 단량체 유래 반복단위를 포함하고, 양말단은 알킨기로 변성된 변성 공액디엔계 중합체와, 하나 이상의 말단에 아지드기를 가지는 경화제의 트리아졸 형성 반응으로 가교된 주사슬을 포함하고, 상기 주사슬은 가소제 유래단위를 포함하는, 변성 공액디엔계 고체 추진제용 바인더를 제공한다.
상기 목적을 달성하기 위하여, 본 발명은 하나 이상의 공액디엔계 단량체 유래 반복단위를 포함하고, 양말단은 알킨기로 변성된 변성 공액디엔계 중합체 및 하나 이상의 말단에 아지드기를 가지는 경화제를 혼합하여 바인더 조성물을 제조하는 단계; 및 상기 바인더 조성물을 가교 반응시키는 단계를 포함하는, 변성 공액디엔계 고체 추진제용 바인더의 제조방법을 제공한다.
본 발명의 일 실시예에 따르면, 상기 바인더 조성물을 가교 반응시키는 단계는 50 ℃ 내지 90 ℃의 온도에서 수행될 수 있다.
본 발명의 일 실시예에 따르면, 상기 바인더 조성물을 제조 시 가소제를 더 투입할 수 있다.
본 발명에 따르면, 양말단이 알킨기로 변성된 변성 공액디엔계 중합체와 아지드기 말단을 갖는 경화제를 포함하는 고체 추진제용 바인더 조성물을 포함하여, 가교 반응 시 트리아졸기로 경화된 고체 추진제용 바인더를 제공할 수 있다.
본 발명에 따르면, 종래의 고체 추진제용 바인더 제조 시 이소시아네이트 경화제를 이용하는 우레탄 반응 시스템을 도입하지 않아, 수분 민감성과 환경친화적이지 못한 문제를 해결하였다.
본 발명에 따르면, 폴리머의 종류로서 수산기 말단의 공액디엔계 중합체의 말단을 알킨기로 치환하고, 아지드기를 갖는 경화제와 가교 반응시킴으로써, 단 분자 형태의 아지드 경화제 사용 시의 위험성 문제를 해결하였고, 수산기의 아지드 치환 반응 중 엉킴 현상을 방지할 수 있다.
본 발명에 따르면, 상기 양말단이 알킨기로 변성된 변성 공액디엔계 중합체와 아지드기 말단을 갖는 경화제를 반응시켜 가교된 바인더를 고체 추진제에 적용 시, 점탄성 특성 개선은 물론, 바인더 고분자 사슬의 가교점인 트리아졸기의 높은 생성열과 암모늄 디니트라미드와 같은 친환경/고에너지 산화제 적용이 가능하여 추진제의 에너지를 향상시킬 수 있다.
도 1은 본 발명의 일 실시예에서, 변성 공액디엔계 중합체의 FT-IR 스펙트럼이다.
도 2는 본 발명의 일 실시예에서, 알킨기 말단 폴리부타디엔 기반 바인더의 경화 시간에 따른 모듈러스 변화 선도이다.
본 발명을 상세하기 설명하기 전에, 본 명세서에서 사용된 용어나 단어는 통상적이거나 사전적인 의미로 무조건 한정하여 해석되어서는 아니되며, 본 발명의 발명자가 자신의 발명을 가장 최선의 방법으로 설명하기 위해서 각종 용어의 개념을 적절하게 정의하여 사용할 수 있고, 더 나아가 이들 용어나 단어는 본 발명의 기술적 사상에 부합하는 의미와 개념으로 해석되어야 함을 알아야 한다.
즉, 본 명세서에서 사용된 용어는 본 발명의 바람직한 실시예를 설명하기 위해서 사용되는 것일 뿐이고, 본 발명의 내용을 구체적으로 한정하려는 의도로 사용된 것이 아니며, 이들 용어는 본 발명의 여러 가지 가능성을 고려하여 정의된 용어임을 알아야 한다.
또한, 본 명세서에 있어서, 단수의 표현은 문맥상 명확하게 다른 의미로 지시하지 않는 이상, 복수의 표현을 포함할 수 있으며, 유사하게 복수로 표현되어 있다고 하더라도 단수의 의미를 포함할 수 있음을 알아야 한다.
본 명세서의 전체에 걸쳐서 어떤 구성 요소가 다른 구성 요소를 "포함"한다고 기재하는 경우에는, 특별히 반대되는 의미의 기재가 없는 한 임의의 다른 구성 요소를 제외하는 것이 아니라 임의의 다른 구성 요소를 더 포함할 수도 있다는 것을 의미할 수 있다.
본 발명에서 용어 '유래 단위' 및 '유래 반복단위'는 어떤 물질로부터 기인한 성분, 구조 또는 그 물질 자체를 나타내는 것일 수 있다.
또한, 이하에서, 본 발명을 설명함에 있어서, 본 발명의 요지를 불필요하게 흐릴 수 있다고 판단되는 구성, 예를 들어, 종래 기술을 포함하는 공지기술에 대한 상세한 설명은 생략될 수도 있다.
이하, 본 발명을 더욱 상세하게 설명한다.
본 발명에 따르면, 하나 이상의 공액디엔계 단량체 유래 반복단위를 포함하고, 양말단은 알킨기로 변성된 변성 공액디엔계 중합체; 및 하나 이상의 말단에 아지드기를 가지는 경화제를 포함하는, 변성 공액디엔계 고체 추진제용 바인더 조성물을 제공한다.
본 발명의 일 실시예에서, 상기 공액디엔계 단량체는 1,3-부타디엔, 2,3-디메틸-1,3-부타디엔, 피페릴렌, 3-부틸-1,3-옥타디엔, 이소프렌, 2-페닐-1,3-부타디엔 및 2-할로-1,3-부타디엔으로 이루어진 군으로부터 선택된 1종 이상을 포함할 수 있다.
본 발명의 일 실시예에서, 상기 변성 공액디엔계 중합체 내 공액디엔계 단량체 유래 반복단위는 1개 또는 2개 이상일 수 있고, 구체적인 예로서, 상기 변성 공액디엔계 중합체 내 공액디엔계 단량체 유래 반복단위는 2개일 수 있다.
상기 변성 공액디엔계 중합체는 서로 다른 공액디엔계 단량체 유래 반복단위인 제1 공액디엔계 단량체 유래 반복단위 및 제2 공액디엔계 단량체 유래 반복단위를 포함할 수 있다.
본 발명의 일 실시예에서, 상기 제1 공액디엔계 단량체는 1,3-부타디엔이고, 상기 제2 공액디엔계 단량체는 이소프렌일 수 있다. 구체적으로, 서로 다른 2 종의 공액디엔계 단량체 유래 반복단위를 포함하여 제조된 바인더를 고체 추진제용으로 사용하는 경우 기계적 특성뿐만 아니라 열적 특성 또한 개선할 수 있다. 특히, 상기 1,3-부타디엔 유래 반복단위와 이소프렌 유래 반복단위를 포함하는 변성 공액디엔계 중합체를 사용함으로써 상기 이소프렌 유래 반복단위의 비닐기로 인하여 추진제의 유리전이온도 및 기계적 특성을 향상시킬 수 있다. 예를 들어, 상기 이소프렌 유래 반복단위가 적정 수 미만인 경우 유리전이온도는 낮아져서 좋지만, 기계적 특성, 특히 인장강도가 낮아지기 때문에 적당한 유리전이온도 -70 내지 -85 ℃를 가지면서 우수한 인장강도를 가지는 추진제 제조를 위해서는 적정 범위의 비닐기가 존재해야 한다.
본 발명의 일 실시예에서, 상기 변성 공액디엔계 중합체는 하기 화학식 1로 나타낼 수 있다.
[화학식 1]
Figure 112022015433936-pat00004
상기 화학식 1에서, n은 37 내지 45의 정수이고, m은 8 내지 13의 정수이다. 이와 같이, 1,3-부타디엔 유래 반복단위와 이소프렌 유래 반복단위 수를 상기 범위 내로 조절하여 변성 공액디엔계 중합체의 분자량을 2,500 g/mol 내지 3,000 g/mol로 제어할 수 있으며, 이 경우, 추진제의 점도를 어느 정도 유지하면서, 추진제의 신율, 인장 강도, 탄성률 등의 기계적 특성을 향상시킬 수 있다.
본 발명의 일 실시예에서, 상기 변성 공액디엔계 중합체는 수산기 말단이 알킨기 말단으로 변성된 것일 수 있다.
현재 가장 비추력이 높으면서 범용적으로 사용되는 HTPB(Hydroxyl-terminated polybutadiene)계 고체 추진제 내 폴리머인 HTPB 또한 트리아졸 경화 시스템이 적용될 수 있다. 이를 위해서는 HTPB 말단의 수산기를 아지드 또는 알킨기로 치환을 시켜야 한다.
일반적으로 아지드기의 위험성으로 인하여 단 분자 형태의 아지드 경화제 대신, 아지드기로 말단 치환된 폴리머와 말단 알킨 화합물로 경화 시스템을 구성한다.
하지만, 폴리부타디엔의 경우, 분자 내 아지드와 반응할 수 있는 비닐기(-C=CH2, vinyl 또는 alkene)가 있어, 폴리부타디엔의 말단 수산기의 아지드 치환 반응 중간 또는 반응 완료 후에 아지드-알켄(azide-alkene) 반응에 의하여 폴리부타디엔의 엉킴(Entanglement) 현상이 일어나, 추진제에 적용할 수 없다는 문제점이 있다.
이에, 본 발명에서는 상기 수산기 말단의 공액디엔계 중합체의 말단을 알킨기로 변성시키고, 후술하는 아지드기 말단을 갖는 경화제를 사용함으로써 상술한 문제를 해결하였다.
본 발명의 일 실시예에서, 상기 변성 공액디엔계 중합체의 분자량은 2,000 g/mol 내지 5,000 g/mol, 2,000 g/mol 내지 4,000 g/mol 또는 2,500 g/mol 내지 3,500 g/mol일 수 있다. 상기 범위 내로 상기 변성 공액디엔계 중합체의 분자량이 2,000 g/mol 미만인 경우 추진제의 가교 밀도가 너무 높아져 추진제가 탄성을 가지지 못하는 문제가 있고, 분자량이 5,000 g/mol을 초과하면 추진제의 점도는 물론 기계적 특성, 특히 신율이 저하되는 문제가 있다.
본 발명의 일 실시예에서, 공액디엔계 중합체의 수산기 말단을 아지드기로 치환하는 대신 알킨기로 치환하였으며, 알킨기의 아지드기에 대한 반응성을 높이기 위하여 알킨기 바로 옆에 전자끄는 그룹인 에스테르기가 있는, 즉 프로피올레이트(Propiolate)기로 치환하였다.
본 발명의 일 실시예에서, 상기 경화제는 1개 내지 5개, 2개 내지 4개 또는 3개의 말단에 아지드기를 가지는 것일 수 있다. 구체적인 예로서, 상기 상기 경화제는 3개의 말단에 아지드기를 가지는 것일 수 있다.
상기 경화제는, 상기 변성 공액디엔계 중합체의 분자 사슬을 우레탄기가 아닌 트리아졸기로 가교시키는 트리아졸 경화 시스템을 제공할 수 있고, 가교 반응 시 이러한 트리아졸기로 분자 사슬을 가교시킴으로써, 바인더의 기계적 특성 향상과 바인더의 에너지를 높일 수 있다.
본 발명의 일 실시예에서, 상기 경화제는 하기 화학식 2 및 화학식 3으로 나타내는 화합물로 이루어진 군으로부터 선택된 1종 이상을 포함할 수 있다. 구체적으로, 종래의 단 분자의 아지드기의 경우, 충격, 마찰 등의 민감도가 높게 나오는 문제점이 있었는데, 본 발명에서는 이를 최대한 억제하기 위해 아지드기의 분자량을 다소 높여 최대한 분자 내 아지드기 함량을 낮추었다.
[화학식 2]
Figure 112022015433936-pat00005
[화학식 3]
Figure 112022015433936-pat00006
상기 화학식 2에서, R1 내지 R3은 각각 독립적으로, 탄소수 1 내지 20의 알킬렌기, 탄소수 2 내지 20의 알케닐렌기, 탄소수 3 내지 20의 시클로알킬렌기 또는 탄소수 6 내지 20의 아릴렌기 또는 -R-O-R-(R은 탄소수 1 내지 20의 알킬렌기 또는 탄소수 2 내지 20의 알케닐렌기)이고, 상기 화학식 3에서, X1 내지 X3은 각각 독립적으로 O 또는 S이고, R4 내지 R6은 각각 독립적으로, 탄소수 1 내지 20의 알킬렌기, 탄소수 2 내지 20의 알케닐렌기, 탄소수 3 내지 20의 시클로알킬렌기 또는 탄소수 6 내지 20의 아릴렌기이다.
상기 화학식 2와 같이 지방족 화합물 경화제를 사용하는 경우 신율을 증가시킬 수 있고, 상기 화학식 3과 같이 방향족 화합물 경화제를 사용하는 경우에는 가교된 바인더 내 네트워크 분자 구조의 유연성이 감소되면서 신율은 낮아지고 인장 강도는 향상될 수 있다.
또한, 상기 화학식 3과 같이 방향족 화합물 경화제를 사용하는 경우 바인더의 겔화 시간, 즉 반응성이 개선될 수 있다.
본 발명의 일 실시예에서, 상기 화학식 2에서, R1 내지 R3은 탄소수 1 내지 10의 알킬렌기 또는 -R-O-R-(R은 탄소수 1 내지 10의 알킬렌기)이고, 상기 화학식 3에서, X1 내지 X3은 O이고, R4 내지 R6은 탄소수 1 내지 10의 알킬렌기일 수 있다.
본 발명의 일 실시예에서, 상기 화학식 2에서, R1 내지 R3은 탄소수 1 내지 3의 알킬렌기 또는 -R-O-R-(R은 탄소수 1 내지 3의 알킬렌기)이고, 상기 화학식 3에서, X1 내지 X3은 O이고, R4 내지 R6은 탄소수 1 내지 5의 알킬렌기일 수 있다.
본 발명의 일 실시예에서, 상기 화학식 2에서, R1 내지 R3은 메틸렌이고, 상기 화학식 3에서, X1 내지 X3은 O이고, R4 내지 R6은 에틸렌일 수 있다.
본 발명의 일 실시예에서, 상기 경화제는 하기 화학식 3-1로 나타내는 화합물일 수 있다.
[화학식 3-1]
Figure 112022015433936-pat00007
본 발명의 일 실시예에서, 상기 변성 공액디엔계 고체 추진제용 바인더 조성물은, 변성 공액디엔계 중합체를 85 중량% 내지 99 중량% 포함하고, 상기 경화제를 1 중량% 내지 15 중량% 포함할 수 있다. 예를 들어, 상기 변성 공액디엔계 고체 추진제용 바인더 조성물은 변성 공액디엔계 중합체를 90 중량% 내지 99 중량% 또는 92 중량% 내지 97 중량% 포함하고, 경화제를 1 중량% 내지 10 중량% 또는 3 중량% 내지 8 중량% 포함할 수 있다.
상기 범위 내로 하나 이상의 공액디엔계 단량체 유래 반복단위를 포함하고, 양말단은 알킨기로 변성된 변성 공액디엔계 중합체와 하나 이상의 말단에 아지드기를 가지는 경화제를 혼합하여 바인더 조성물을 구성하는 경우, 이후 가교 반응에서 트리아졸기에 의한 경화가 일어나고, 이를 통해 제조된 바인더는 점탄성 특성이 우수할 수 있다.
본 발명의 일 실시예에서, 상기 변성 공액디엔계 고체 추진제용 바인더 조성물은 하기 화학식 1로 나타내는 변성 공액디엔계 중합체와 하기 화학식 2로 나타내는 경화제로 이루어질 수 있다.
[화학식 1]
Figure 112022015433936-pat00008
[화학식 2]
Figure 112022015433936-pat00009
상기 화학식 1에서, n은 40 내지 45의 정수이고, m은 10 내지 12의 정수이고, 상기 화학식 2에서 R1 내지 R3은 메틸렌이다.
이 경우, 상기 화학식 2와 같은 지방족 화합물을 경화제로 사용함으로써, 상기 화학식 3과 같은 방향족 화합물을 경화제로 사용한 경우 대비 경화된 바인더의 신율을 향상시킬 수 있다.
본 발명의 일 실시예에서, 상기 변성 공액디엔계 고체 추진제용 바인더 조성물은 하기 화학식 1로 나타내는 변성 공액디엔계 중합체와 하기 화학식 3-1로 나타내는 경화제로 이루어질 수 있다.
[화학식 1]
Figure 112022015433936-pat00010
[화학식 3-1]
Figure 112022015433936-pat00011
상기 화학식 1에서, n은 40 내지 45의 정수이고, m은 10 내지 12의 정수이고, 상기 화학식 2에서 R1 내지 R3은 메틸렌이다.
이 경우, 상기 화학식 3과 같은 방향족 화합물을 경화제로 사용함으로써, 상기 화학식 2와 같은 지방족 화합물을 경화제로 사용한 경우 대비 경화된 바인더의 인장 강도를 향상시킬 수 있다.
본 발명에 따르면, 하나 이상의 공액디엔계 단량체 유래 반복단위를 포함하고, 양말단은 알킨기로 변성된 변성 공액디엔계 중합체; 하나 이상의 말단에 아지드기를 가지는 경화제; 및 가소제를 포함하는, 변성 공액디엔계 고체 추진제용 바인더 조성물을 제공한다.
상기 변성 공액디엔계 중합체 및 경화제의 종류 및 함량 등에 대한 구체적인 설명 내용은 상술한 바와 동일할 수 있다.
본 발명의 일 실시예에서, 상기 하나 이상의 공액디엔계 단량체 유래 반복단위를 포함하고, 양말단은 알킨기로 변성된 변성 공액디엔계 중합체는 1,3-부타디엔 유래 반복단위와 이소프렌 유래 반복단위를 포함하고, 양말단의 수산기가 알킨기로 변성된 변성 공액디엔계 중합체일 수 있다.
본 발명의 일 실시예에서, 상기 하나 이상의 말단에 아지드기를 가지는 경화제는 3개의 말단에 아지드기를 가지는 경화제일 수 있다. 구체적인 예로서, 상기 경화제는 하기 화학식 2 또는 화학식 3-1로 나타내는 화합물일 수 있다.
[화학식 2]
Figure 112022015433936-pat00012
[화학식 3-1]
Figure 112022015433936-pat00013
상기 화학식 2에서, R1 내지 R3은 메틸렌이다.
본 발명의 일 실시예에서, 상기 가소제는 디옥틸 세바케이트(DOS), 디옥틸 아디페이트(DOA), 이소데실 펠라고네이트(IDP), 니트로글리세린(NG), 1,2,4-부탄트리올 트리니트레이트(BTTN), 디에틸렌글리콜 디니트레이트(DEGDN), 2-메틸-2-메틸올-1,3-프로판디올트리니트레이트(TMETN), 트리에틸렌글리콜 디니트레이트(TEGDN), n-부틸-니트라토에틸 니트라민(BuNENA) 및 디페닐아민(DPA)으로 이루어진 군으로부터 선택된 1종 이상을 포함할 수 있다.
구체적인 예로서, 상기 가소제는 디옥틸 세바케이트(DOS), 디옥틸 아디페이트(DOA) 또는 이소데실 펠라고네이트(IDP)일 수 있으며, 보다 구체적인 예로서, 상기 가소제는 디옥틸 아디페이트일 수 있다.
본 발명의 일 실시예에서, 상기 변성 공액디엔계 고체 추진제용 바인더 조성물은, 변성 공액디엔계 중합체를 65 중량% 내지 83 중량% 포함하고, 상기 경화제를 2 중량% 내지 10 중량% 포함하고, 상기 가소제를 15 중량% 내지 25 중량% 포함할 수 있다. 예를 들어, 상기 변성 공액디엔계 고체 추진제용 바인더 조성물은 변성 공액디엔계 중합체를 68 중량% 내지 80 중량% 또는 70 중량% 내지 78 중량% 포함하고, 경화제를 2 중량% 내지 8 중량% 또는 3 중량% 내지 7 중량%일 수 있고, 가소제를 17 중량% 내지 25 중량% 또는 17 중량% 내지 23 중량% 포함할 수 있다.
상기 범위 내로 하나 이상의 공액디엔계 단량체 유래 반복단위를 포함하고, 양말단은 알킨기로 변성된 변성 공액디엔계 중합체, 하나 이상의 말단에 아지드기를 가지는 경화제 및 가소제를 혼합하여 바인더 조성물을 구성하는 경우, 이후 가교 반응에서 트리아졸기에 의한 경화가 일어나고, 이를 통해 제조된 바인더는 점탄성 특성이 우수하고, 열적 특성이 개선될 수 있다.
본 발명의 일 실시예에서, 상기 변성 공액디엔계 고체 추진제용 바인더 조성물은 하기 화학식 1로 나타내는 변성 공액디엔계 중합체, 하기 화학식 2로 나타내는 경화제 및 디옥틸 아디페이트로 이루어질 수 있다.
[화학식 1]
Figure 112022015433936-pat00014
[화학식 2]
Figure 112022015433936-pat00015
상기 화학식 1에서, n은 40 내지 45의 정수이고, m은 10 내지 12의 정수이고, 상기 화학식 2에서 R1 내지 R3은 메틸렌이다.
이 경우, 상기 화학식 2와 같은 지방족 화합물을 경화제로 사용함으로써, 상기 화학식 3과 같은 방향족 화합물을 경화제로 사용한 경우 대비 경화된 바인더의 신율을 향상시킬 수 있고, 열적 특성을 향상시킬 수 있다.
본 발명의 일 실시예에서, 상기 변성 공액디엔계 고체 추진제용 바인더 조성물은 하기 화학식 1로 나타내는 변성 공액디엔계 중합체, 하기 화학식 3-1로 나타내는 경화제 및 디옥틸 아디페이트로 이루어질 수 있다.
[화학식 1]
Figure 112022015433936-pat00016
[화학식 3-1]
Figure 112022015433936-pat00017
상기 화학식 1에서, n은 40 내지 45의 정수이고, m은 10 내지 12의 정수이고, 상기 화학식 2에서 R1 내지 R3은 메틸렌이다.
이 경우, 상기 화학식 3과 같은 방향족 화합물을 경화제로 사용함으로써, 상기 화학식 2와 같은 지방족 화합물을 경화제로 사용한 경우 대비 경화된 바인더의 인장 강도를 향상시킬 수 있고, 열적 특성을 향상시킬 수 있다. 또한, 화학식 2와 같은 경화제 대비 화학식 3의 경화제가 반응 속도가 빠르기 때문에, 가소제 존재 하에서는 화학식 3의 경화제의 반응 속도를 다소 낮추어, 바인더의 경화 속도를 줄임으로써 최종적으로 가용 기간(pot-life)을 증가시킬 수 있다.
본 발명에 따르면, 하나 이상의 공액디엔계 단량체 유래 반복단위를 포함하고, 양말단은 알킨기로 변성된 변성 공액디엔계 중합체와, 하나 이상의 말단에 아지드기를 가지는 경화제의 트리아졸 형성 반응으로 가교된, 변성 공액디엔계 고체 추진제용 바인더를 제공한다.
구체적으로, 상기 하나 이상의 공액디엔계 단량체 유래 반복단위를 포함하고, 양말단은 알킨기로 변성된 변성 공액디엔계 중합체와, 하나 이상의 말단에 아지드기를 가지는 경화제를 포함하는 바인더 조성물을 특정 조건에서 가교 반응시키는 경우 상기 변성 공액디엔계 중합체의 알킨기와 경화제 말단의 아지드기는 Huisgen 아지드-알킨 고리첨가반응(AAC)에 의하여 트리아졸기로 가교된 고분자 네트워크를 형성하여 점탄성 특성이 우수하며 고에너지의 트리아졸기로 경화된 바인더를 제공할 수 있다.
상기 변성 공액디엔계 중합체 및 경화제의 종류 및 함량 등에 대한 구체적인 설명 내용은 상술한 바와 동일할 수 있다.
본 발명에 따르면, 하나 이상의 공액디엔계 단량체 유래 반복단위를 포함하고, 양말단은 알킨기로 변성된 변성 공액디엔계 중합체와, 하나 이상의 말단에 아지드기를 가지는 경화제의 트리아졸 형성 반응으로 가교된 주사슬을 포함하고, 상기 주사슬은 가소제 유래단위를 포함하는, 변성 공액디엔계 고체 추진제용 바인더를 제공한다.
구체적으로, 상기 하나 이상의 공액디엔계 단량체 유래 반복단위를 포함하고, 양말단은 알킨기로 변성된 변성 공액디엔계 중합체, 하나 이상의 말단에 아지드기를 가지는 경화제 및 가소제를 포함하는 바인더 조성물을 특정 조건에서 가교 반응시키는 경우 트리아졸기로 가교된 고분자 네트워크를 갖는 주사슬이 형성되고, 상기 주사슬는 가소제 유래단위를 포함할 수 있다. 이와 같이 트리아졸기로 경화된 바인더는 점탄성 특성이 개선되고 고에너지를 가지고, 열적 특성이 개선될 수 있다.
상기 변성 공액디엔계 중합체 및 경화제의 종류 및 함량 등에 대한 구체적인 설명 내용은 상술한 바와 동일할 수 있다.
본 발명에 따르면, 하나 이상의 공액디엔계 단량체 유래 반복단위를 포함하고, 양말단은 알킨기로 변성된 변성 공액디엔계 중합체 및 하나 이상의 말단에 아지드기를 가지는 경화제를 혼합하여 바인더 조성물을 제조하는 단계; 및 상기 바인더 조성물을 가교 반응시키는 단계를 포함하는, 변성 공액디엔계 고체 추진제용 바인더의 제조방법을 제공한다.
본 발명의 일 실시예에서, 상기 변성 공액디엔계 중합체 및 경화제의 종류 등에 대한 구체적인 설명 내용은 상술한 바와 동일할 수 있다.
본 발명의 일 실시예에서, 상기 가교 반응은 추가적인 용매나 촉매 없이 이루어질 수 있어, 유틸리티 비용을 절감할 수 있다.
본 발명의 일 실시예에서, 하나 이상의 공액디엔계 단량체 유래 반복단위를 포함하고, 양말단은 알킨기로 변성된 변성 공액디엔계 중합체 및 하나 이상의 말단에 아지드기를 가지는 경화제를 혼합하여 바인더 조성물을 제조하는 단계에서, 상기 바인더 조성물은 상기 변성 공액디엔계 고체 추진제용 바인더 조성물은, 변성 공액디엔계 중합체를 85 중량% 내지 99 중량%, 90 중량% 내지 99 중량% 또는 92 중량% 내지 97 중량% 포함하고, 경화제를 1 중량% 내지 15 중량%, 1 중량% 내지 10 중량% 또는 3 중량% 내지 8 중량% 포함할 수 있다.
본 발명의 일 실시예에서, 상기 바인더 조성물을 제조하는 단계에서, 변성 공액디엔계 중합체는 상기 경화제 대비 과량 당량비로 포함될 수 있다. 예를 들어, 상기 변성 공액디엔계 중합체는 상기 경화제 대비 1% 내지 20%, 5% 내지 15% 또는 10% 과량 당량비로 포함될 수 있다. 상기 범위를 벗어나는 경우, 미 반응기가 남아있어 노화 특성에도 좋지가 않을 뿐만 아니라 적절한 인장력이 나타나지 않을 수 있다.
본 발명의 일 실시예에서, 상기 바인더 조성물을 제조 시 가소제를 더 투입할 수 있다. 이 경우, 하나 이상의 공액디엔계 단량체 유래 반복단위를 포함하고, 양말단은 알킨기로 변성된 변성 공액디엔계 중합체 및 하나 이상의 말단에 아지드기를 가지는 경화제를 혼합하여 바인더 조성물을 제조하는 단계에서, 상기 바인더 조성물은 상기 변성 공액디엔계 고체 추진제용 바인더 조성물은, 변성 공액디엔계 중합체를 65 중량% 내지 83 중량%, 68 중량% 내지 80 중량% 또는 70 중량% 내지 78 중량% 포함하고, 경화제를 2 중량% 내지 10 중량%, 2 중량% 내지 8 중량% 또는 3 중량% 내지 7 중량% 포함하고, 상기 가소제를 15 중량% 내지 25 중량%, 17 중량% 내지 25 중량% 또는 17 중량% 내지 23 중량% 포함할 수 있다.
본 발명의 일 실시예에서, 상기 바인더 조성물을 가교 반응시키는 단계는 50 ℃ 내지 90 ℃, 60 ℃ 내지 85 ℃ 또는 65 ℃ 내지 80 ℃의 온도에서 수행될 수 있다. 상기 온도 범위에서 상기 바인더 조성물을 가교 반응시키는 경우, 반응 속도를 적절히 조절하여 향후 추진제 적용 시, 추진제 경화 시간 증가에 따른 생산성 저하를 방지할 수 있고, 추진제의 가용 기간(pot-life)을 증가시켜 생산성을 향상시킬 수 있다.
본 발명의 일 실시예에서, 상기 온도 범위에서 가교 반응 시간은 적절히 조절할 수 있다.
이하, 본 발명을 구체적으로 설명하기 위해 실시예를 들어 상세하게 설명하기로 한다. 그러나, 본 발명에 따른 실시예는 여러 가지 다른 형태로 변형될 수 있으며, 본 발명의 범위가 아래에서 상술하는 실시예에 한정되는 것으로 해석되어서는 안 된다. 본 발명의 실시예는 당업계에서 평균적인 지식을 가진 자에게 본 발명을 보다 완전하게 설명하기 위해서 제공되는 것이다.
실시예
실시예 1
1. 변성 공액디엔계 중합체 제조
고분자 사슬 내에 1,3-부타디엔 유래 반복단위와 이소프렌 유래 반복단위를 포함하고 양말단이 수산기인 폴리부타디엔(HTPB, 제조사: Atochem, 제품명R-45M)(100g, 35.7mmol)을 벤젠 1L에 용해시킨 후, 프로피올산(Propiolic acid)(7.5g, 107.1mmol)과 p-톨루엔 설폰산(p-Toluene sulfonic acid)(0.005mol)을 넣은 후 리플럭스(Reflux)시킨 후, 딘스타크 트랩(Dean-stark trap)을 이용하여 반응 중에 추출되어 나오는 물을 제거한 후, 탄산수소나트륨(NaHCO3) 용액으로 중화시킨 후, 메틸렌 클로라이드(Methylene chloride)로 세척하고, 진공 하에서 천천히 건조시켜, 노란색의 화학식 1의 양말단이 알킨기로 변성된 폴리부타디엔(AKPB)을 약 90% 이상의 수율로 얻었다.
[화학식 1]
Figure 112022015433936-pat00018
(n: 42, m: 10.4, 분자량: 2,890 g/mol)
2. 변성 공액디엔계 바인더 제조
상기 합성된 알킨기로 양말단이 변성된 폴리부타디엔 AKPB 95.1 중량% 및 상기 화학식 2에서 R1 내지 R3이 메틸렌(-CH2-)인 경화제 4.9 중량%를 혼합한 바인더 조성물을 70 ℃에서 FT-IR을 이용하여 알킨/아지드 피크(2100cm-1)의 변화율과 레오미터(Rheometer)의 저장/손실 모듈러스 변화율이 나타나지 않을 때까지 가교 반응시켜 본 발명에 따른 변성 공액디엔계 바인더를 제조하였다.
실시예 2
상기 실시예 1에서 합성된 알킨기로 양말단이 변성된 폴리부타디엔 AKPB 74 중량%, 상기 화학식 3-1의 경화제 6.0 중량% 및 디옥틸 아디페이트 가소제 20 중량%를 혼합한 바인더 조성물을 70 ℃에서 FT-IR을 이용하여 알킨/아지드 피크(2100cm-1)의 변화율과 레오미터(Rheometer)의 저장/손실 모듈러스 변화율이 나타나지 않을 때까지 가교 반응시켜 본 발명에 따른 변성 공액디엔계 바인더를 제조하였다.
실시예 3
상기 실시예 1에서 합성된 알킨기로 양말단이 변성된 폴리부타디엔 AKPB 76.1 중량%, 상기 화학식 2에서 R1 내지 R3이 메틸렌(-CH2-)인 경화제 3.9 중량% 및 디옥틸 아디페이트 가소제 20 중량%를 혼합한 바인더 조성물을 70 ℃에서 FT-IR을 이용하여 알킨/아지드 피크(2100cm-1)의 변화율과 레오미터(Rheometer)의 저장/손실 모듈러스 변화율이 나타나지 않을 때까지 가교 반응시켜 본 발명에 따른 변성 공액디엔계 바인더를 제조하였다.
실험예
실험예 1
상기 실시예 1에서 합성된 알킨기 말단 폴리부타디엔(Alkyne-terminated polybutadiene, AKPB)은 하기 도 1에 나타낸 바와 같이 FT-IR을 통하여 3100~3500cm-1의 넓게 나타나는 수산기 피크가 사라지면서, 3250cm-1과 2100cm-1에서 각각 알킨기의 특징 피크인 -C≡C-H의 피크들이 나타남은 물론, 1,700cm-1에서 알킨기 바로 옆의 카르보닐기 피크가 강하게 나타난 것을 통하여, 폴리부타디엔 말단에 프로피올레이트(Propiolate)(-O-C(=O)-C≡CH)가 완벽하게 치환되었음을 확인하였다. 또한, 1H-NMR을 통하여, 말단 알킨의 수소 피크가 2.85ppm에서 나타나는 것을 확인하였다.
실험예 2
상기 실시예 1 내지 실시예 3에서 제조된 바인더의 기계적 특성과 열적 특성을 아래와 같은 방법으로 측정하여 하기 표 1에 나타내었다.
실시예 1 실시예 2 실시예 3
신율(%) 211 172 186
인장강도(MPa) 0.4 0.22 0.18
탄성률(MPa) 0.28 0.14 0.12
경도(Shore A2) 19 12 11
유리전이온도(℃) -76 -83 -83
겔 포인트(hr) 22 14 31
상기 표 1에서 겔 포인트는 레오미터를 이용하여 70 ℃ 등온 조건 하에서 시간에 따른 손실 모듈러스와 저장 모듈러스 선도의 교차점을 측정한 결과이다. 이 때, 상기 실시예 1 내지 실시예 3 각각에서 시간에 따른 저장/손실 모듈러스는 하기 도 2에서 확인할 수 있다.
상기 표 1을 보면, 알킨기 말단 폴리부타디엔과 아지드 말단 경화제를 이용하여 우수한 신율과 인장강도를 가지는, 즉 점탄성을 특성을 나타내는 바인더를 제조할 수 있다는 것을 확인하였다.
또한, 가소제 20 중량% 첨가 시에도 다소 인장강도는 낮아졌지만 신율은 추진제용 바인더로 적용하기에 충분하게 나타났다. 더불어, 가소제를 첨가함으로써, 유리전이온도는 더욱 더 낮게 유지하면서 우수한 열적 특성을 나타냈다.
또한, 아지드 말단 경화제의 종류에 따라서 바인더의 기계적 특성이 다르게 나타났는데, 상기 화학식 3-1과 같은 방향족 화합물을 적용함으로써, 가교된 바인더 내 네트워크의 분자구조의 유연성이 감소되면서 신율은 낮아지고 인장강도는 다소 높게 나타났다.
또한, 아지드 말단 경화제 종류에 따라서 바인더의 겔화 시간, 즉 반응성이 크게 차이가 났는데, 방향족 화합물의 경화제를 사용한 실시예 2가 지방족 화합물의 경화제를 사용한 실시 예 3에 비하여 2배 이상 높게 나타났다.
지금까지 본 발명에 관한 구체적인 실시예에 관하여 설명하였으나, 본 발명의 범위에서 벗어나지 않는 한도 내에서는 여러 가지 실시 변형이 가능함은 자명하다.
그러므로 본 발명의 범위는 설명된 실시예에 국한되어 정해져서는 안 되며, 후술하는 특허청구범위뿐만 아니라 이 특허청구범위와 균등한 것들에 의해 정해져야 한다.
즉, 전술된 실시예는 모든 면에서 예시적인 것이며, 한정적인 것이 아닌 것으로 이해되어야 하며, 본 발명의 범위는 상세한 설명보다는 후술될 특허청구범위에 의하여 나타내어지며, 그 특허청구범위의 의미 및 범위 그리고 그 등가 개념으로부터 도출되는 모든 변경 또는 변형된 형태가 본 발명의 범위에 포함되는 것으로 해석되어야 한다.

Claims (18)

1,3-부타디엔 및 이소프렌을 포함하는 공액디엔계 단량체 유래 반복단위를 포함하고, 양말단은 알킨기로 변성된 변성 공액디엔계 중합체; 및
2개 내지 4개의 말단에 아지드기를 가지는 경화제를 포함하는,
변성 공액디엔계 고체 추진제용 바인더 조성물.
삭제
삭제
삭제
제1항에 있어서,
상기 변성 공액디엔계 중합체의 분자량은 2,000 g/mol 내지 5,000 g/mol인 것을 특징으로 하는,
변성 공액디엔계 고체 추진제용 바인더 조성물.
제1항에 있어서,
상기 경화제는 3개의 말단에 아지드기를 가지는 것을 특징으로 하는,
변성 공액디엔계 고체 추진제용 바인더 조성물.
제6항에 있어서,
상기 경화제는 하기 화학식 2 및 화학식 3으로 나타내는 화합물로 이루어진 군으로부터 선택된 1종 이상을 포함하는 것을 특징으로 하는,
변성 공액디엔계 고체 추진제용 바인더 조성물:
[화학식 2]
Figure 112022015433936-pat00019

[화학식 3]
Figure 112022015433936-pat00020

상기 화학식 2에서, R1 내지 R3은 각각 독립적으로, 탄소수 1 내지 20의 알킬렌기, 탄소수 2 내지 20의 알케닐렌기, 탄소수 3 내지 20의 시클로알킬렌기 또는 탄소수 6 내지 20의 아릴렌기 또는 -R-O-R-(R은 탄소수 1 내지 20의 알킬렌기 또는 탄소수 2 내지 20의 알케닐렌기)이고,
상기 화학식 3에서, X1 내지 X3은 각각 독립적으로 O 또는 S이고, R4 내지 R6은 각각 독립적으로, 탄소수 1 내지 20의 알킬렌기, 탄소수 2 내지 20의 알케닐렌기, 탄소수 3 내지 20의 시클로알킬렌기 또는 탄소수 6 내지 20의 아릴렌기이다.
제7항에 있어서,
상기 화학식 2에서, R1 내지 R3은 탄소수 1 내지 3의 알킬렌기 또는 -R-O-R-(R은 탄소수 1 내지 3의 알킬렌기)이고,
상기 화학식 3에서, X1 내지 X3은 O이고, R4 내지 R6은 탄소수 1 내지 5의 알킬렌기인 것을 특징으로 하는,
변성 공액디엔계 고체 추진제용 바인더 조성물.
제8항에 있어서,
상기 경화제는 하기 화학식 3-1로 나타내는 화합물인 것을 특징으로 하는,
변성 공액디엔계 고체 추진제용 바인더 조성물:
[화학식 3-1]
Figure 112022015433936-pat00021

제1항에 있어서,
상기 변성 공액디엔계 중합체를 85 중량% 내지 99 중량% 포함하고,
상기 경화제를 1 중량% 내지 15 중량% 포함하는 것을 특징으로 하는,
변성 공액디엔계 고체 추진제용 바인더 조성물.
1,3-부타디엔 및 이소프렌을 포함하는 공액디엔계 단량체 유래 반복단위를 포함하고, 양말단은 알킨기로 변성된 변성 공액디엔계 중합체;
2개 내지 4개의 말단에 아지드기를 가지는 경화제; 및
가소제를 포함하는,
변성 공액디엔계 고체 추진제용 바인더 조성물.
제11항에 있어서,
상기 가소제는 디옥틸 세바케이트(DOS), 디옥틸 아디페이트(DOA), 이소데실 펠라고네이트(IDP), 니트로글리세린(NG), 1,2,4-부탄트리올 트리니트레이트(BTTN), 디에틸렌글리콜 디니트레이트(DEGDN), 2-메틸-2-메틸올-1,3-프로판디올트리니트레이트(TMETN), 트리에틸렌글리콜 디니트레이트(TEGDN), n-부틸-니트라토에틸 니트라민(BuNENA) 및 디페닐아민(DPA)으로 이루어진 군으로부터 선택된 1종 이상을 포함하는 것을 특징으로 하는,
변성 공액디엔계 고체 추진제용 바인더 조성물.
제11항에 있어서,
상기 변성 공액디엔계 중합체를 65 중량% 내지 83 중량% 포함하고,
상기 경화제를 2 중량% 내지 10 중량% 포함하고,
상기 가소제를 15 중량% 내지 25 중량% 포함하는 것을 특징으로 하는,
변성 공액디엔계 고체 추진제용 바인더 조성물.
1,3-부타디엔 및 이소프렌을 포함하는 공액디엔계 단량체 유래 반복단위를 포함하고, 양말단은 알킨기로 변성된 변성 공액디엔계 중합체와, 2개 내지 4개의 말단에 아지드기를 가지는 경화제의 트리아졸 형성 반응으로 가교된,
변성 공액디엔계 고체 추진제용 바인더.
1,3-부타디엔 및 이소프렌을 포함하는 공액디엔계 단량체 유래 반복단위를 포함하고, 양말단은 알킨기로 변성된 변성 공액디엔계 중합체와, 2개 내지 4개의 말단에 아지드기를 가지는 경화제의 트리아졸 형성 반응으로 가교된 주사슬을 포함하고,
상기 주사슬은 가소제 유래단위를 포함하는,
변성 공액디엔계 고체 추진제용 바인더.
1,3-부타디엔 및 이소프렌을 포함하는 공액디엔계 단량체 유래 반복단위를 포함하고, 양말단은 알킨기로 변성된 변성 공액디엔계 중합체 및 2개 내지 4개의 말단에 아지드기를 가지는 경화제를 혼합하여 바인더 조성물을 제조하는 단계; 및
상기 바인더 조성물을 가교 반응시키는 단계를 포함하는,
변성 공액디엔계 고체 추진제용 바인더의 제조방법.
제16항에 있어서,
상기 바인더 조성물을 가교 반응시키는 단계는 50 ℃ 내지 90 ℃의 온도에서 수행되는 것을 특징으로 하는,
변성 공액디엔계 고체 추진제용 바인더의 제조방법.
제16항에 있어서,
상기 바인더 조성물을 제조 시 가소제를 더 투입하는 것을 특징으로 하는,
변성 공액디엔계 고체 추진제용 바인더의 제조방법.
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